近地軌道日益擁擠,太空垃圾問題正從科學議題演變為商業機遇。一批初創企業正押注於在軌服務與碎片清除市場,試圖將這一長期被忽視的“公地悲劇”轉化為可持續的商業模式。
據CNBC報道,上週一枚SpaceX獵鷹9號火箭的廢棄上面級在失控執行逾一年後撞擊月球,再度將太空垃圾問題推至公眾視野。與此同時,軌道追蹤平台OrbitRadar顯示,目前在軌可追蹤物體近3萬個,其中約1.85萬個為活躍衛星,其餘均為碎片或廢棄火箭殘骸。歐洲航天局(ESA)太空碎片負責人Tim Flohrer警告,即便不再發射新衛星,在軌碎片總量仍將持續增加,部分軌道面臨“無法使用”的風險。
在此背景下,東京上市的在軌服務公司Astroscale及盧森堡初創企業ClearSpace等正加速佈局,將碎片清除定位為衛星維修、延壽服務等更大市場的入口。目前該市場仍以政府合同為主要收入來源,監管框架的完善程度將在很大程度上決定商業需求能否真正釋放。
指數級增長的軌道威脅
近地軌道的擁擠程度已超出直覺認知。德克薩斯大學奧斯汀分校研究人員開發的即時互動地圖直觀呈現了這一現狀——數十年來美國與前蘇聯遺留的火箭殘骸、失效衛星與新一代商業星座共享同一空域。
Astroscale商業副總裁Andrew Faiola將太空碰撞比作手榴彈擊中汽車,產生的碎片雲會散落至難以預測的軌道,部分碎片體積過小,無法從地面追蹤,卻足以對衛星造成嚴重損傷,甚至刺穿執行艙外作業宇航員的航天服。Flohrer指出,碎片的自然再入大氣層速度已跟不上物體碎裂速度,這意味著問題將持續惡化。活躍衛星被迫執行越來越多的碰撞規避機動,消耗燃料與壽命。空間基礎設施已成為全球經濟的底層支撐,涵蓋金融交易、GPS導航、天氣預報及導彈追蹤等關鍵領域,軌道環境的惡化直接威脅這一基礎。
商業模式:從清潔工到太空“4S店”
面對這一問題,Astroscale與ClearSpace的商業邏輯雖有交集,但側重點不同。
Astroscale開發的航天器具備高機動性,能夠在軌道上安全接近並操作其他航天器。其核心技術是磁捕獲對接系統——在近地軌道上,物體以每秒7至8公里的速度飛行,且可能處於失控翻滾狀態,實現對接極具技術難度。該公司在截至今年4月的財年中錄得營收同比增長142%,訂單積壓持續擴大,但仍處於虧損狀態,專案收入中政府補貼佔據較大比重。Faiola表示,防務領域對其技術的需求也在增長,軍事應用潛力正成為新的增長點。
ClearSpace則將視野放得更寬。其聯合創始人兼CEO Luc Piguet將公司定位為“空間基礎設施的服務層”,類比於公路、航運和航空業圍繞基礎設施發展出的龐大維護產業。該公司已開發出配備“爪臂”的衛星,可捕獲碎片並將其帶回大氣層銷燬,或推送至碰撞風險較低的“太空墓地”軌道。ClearSpace於2023年完成2600萬歐元(約3000萬美元)融資,並計劃於今年晚些時候啟動新一輪融資。
Piguet指出,投資者對航天行業的認知已顯著提升。三年前,投資者還在詢問“衛星如何進入軌道”,如今已有大量機構投資過SpaceX、Rocket Lab等公司,能夠就供應鏈和交付週期提出專業問題。他還表示,歐洲地緣政治局勢推動防務投資大幅提速,當前時機“極為有利”。
監管:商業化的關鍵開關
儘管市場前景被看好,太空垃圾清除的商業化仍面臨一個根本性障礙:責任歸屬至今是法律灰色地帶。
ESA明確表示,其角色並非監管機構,僅能對自身任務執行碎片減緩要求,並將太空垃圾定性為“公地悲劇”,呼籲全球合作應對。Flohrer承認,商業運營商對太空碎片標準的合規程度正在緩慢改善,但速度遠不足以遏制在軌垃圾總量的增長。
Faiola援引核電站退役的先例指出,監管本身就能創造市場——沒有人質疑核電站需要在壽命終止後拆除,相關企業的存在正是因為法規明確要求如此。“我們需要監管跟上步伐,屆時一切都將順理成章。”他說。
對於投資者而言,這意味著該市場的商業化時間表在很大程度上取決於各國政府和國際機構的監管進展,而非單純的技術突破或市場需求。在監管框架明確之前,Astroscale和ClearSpace等公司將繼續依賴政府合同維持運營,等待商業需求的真正引爆點。